精确计量蒸汽流量

作者:蔡方明 文章来源:斯派莎克工程(中国)有限公司 发布时间:2011-05-20

蒸汽流量计量是蒸汽应用的重要内容之一。但在实际测量中,影响蒸汽精确计量的因素较多,对于流量计的精度和稳定性都提出了较高的要求。本文将介绍一种适用于蒸汽计量的高精度流量计。

众所周知,蒸汽流量计量一直是蒸汽应用的重要内容之一,使用蒸汽流量计的主要目的包括:1.监测能源的使用效率;2.改进工艺制程的控制;3.计量蒸汽用量,进行内部或外部的计费。

但是蒸汽的计量不同于其他流体如水、空气等介质,在实际测量中影响其精确测量的因素较多。因此经常会出现流量计本身检定合格,而实际却感觉计量“不准”的现象。影响蒸汽流量准确计量的因素主要有以下几方面:1.实际蒸汽流量低于流量计的可精确计量的最小流量(量程比不足);2.流量计上下游安装的直管段不足(存在流动扰动);3.蒸汽的密度补偿不正确(测温测压不准);4.蒸汽中含水(未作干度补偿);5.现场存在振动和干扰(涡街流量计);6.差压传送误差(差压式流量计)等等。

斯派莎克推出的Gilflo ILVA系列产品很好地解决了上述问题,其性能特点包括:1.100:1的量程比,特别适合于负荷波动的场合,避免了由于量程比不足而引起的小流量无法测量;2.1%读数的测量精度(流量在5%~100%范围内时);3.完善的温度和/或压力补偿;4.前6D后3D的安装要求,大大减少了安装流量计的空间要求;5.不受现场震动干扰等。

蒸汽实流标定的考验

国家蒸汽流量计量站位于山东烟台。该计量站成立于1989年,是国家质检总局授权建立的国内惟一采用蒸汽实流标定的国家级专业计量站。由于城市建设,1989年建成的检定站已经拆除,2006年国家蒸汽流量站开始进行重建及技术改造工作,于2009年12月重新投入使用。该装置采用电厂发电用的过热蒸汽作为检定介质,并采用蒸汽冷凝称重法,对蒸汽流量仪表进行实流标定,这种方法是一种最原始最基准的测量方式,与国家对蒸汽流量质量计量的方式相一致,是国内惟一采用蒸汽实流标定的高精度标准装置。

2010年,斯派莎克从仓库随机挑选了1台DN150 ILVA流量计进行流量计的实流标定测试。根据该装置采用过热蒸汽的特点,我们采用了标准的温度和压力补偿,并进行前6D后3D的直观段在工厂进行组装后,送至烟台国家蒸汽流量计量站进行了蒸汽流量的实流标定 。

2010年10月29日,成套DN150 ILVA流量计在烟台国家蒸汽流量计量站进行了蒸汽实流标定。由于该装置在较小流量计标定时系统的稳定性不高,所以实流标定点选择了该装置的温度和压力下, ILVA流量计测量范围的20%~80%。试验程序如下:1.在20%~80%之间取4个流量点进行精度测试;2.4点测试完毕后,再进行120%的流量过载试验;3.过载试验完毕后,在重新测试进行20%~80%之间取了4个流量点进行精度测试。试验结果表明:ILVA流量计系统蒸汽实流标定误差在-0.29%~1.91%之间,并且120%的过载试验对流量计的性能没有影响。


成套DN150ILVA流量计在烟台国家蒸汽计量站进行了蒸汽实流标定

2010年11月,斯派莎克将该套流量计运至上海工业自动化仪表研究院。在该研究院,ILVA管道件经过了国家要求的高低温试验和震动试验,M800流量计算机经过了国家要求的电磁干扰(EMC)实验。并于2010年12月23日再次在烟台国家蒸汽流量计量站进行了实流标定。实验表明:经过各种环境试验后的ILVA流量计系统和试验前的性能基本一致。

目前,对用于测量包括蒸汽在内的气体流量,涡街流量计检定一般都是在压缩空气上进行,并且试验装置均采用微正压法或者抽负压法,很少有涡街流量计的检定是在蒸汽试验台上进行的;对于孔板流量计,检定的方法分几何法检定和实流检定,几何法检定根据ISO 5167-2003进行,实流标定一般也都是在压缩空气上进行,试验装置也都是采用微正压法或者抽负压的办法。

当采用蒸汽实流标定时,流量计系统的测量精度受试验装置系统本身的影响也很大,因为试验装置本身的任何变化都将引起流量计的误差变大,如系统本身的温度/压力变化、装置冷凝器本身的冷凝效率变化、系统蒸汽本身的流动状态变化等。所以,即使试验结果是2.5%的误差也不能说明流量计本身的误差就会达到2.5%,并且根据国家规定,2.5级精度的流量计完全可以用于贸易结算。

由于烟台国家蒸汽流量计量站是目前国内惟一获得国家质检总局授权采用蒸汽实流标定的装置,目前也有很多的国内外知名品牌流量计也在该装置台上进行试验。根据该站检测工程师反映,除了斯派莎克ILVA流量计,目前还没有其他品牌流量计在该装置台上蒸汽实测的误差小于3%。

结语

在正确的选型、安装和调试下,斯派莎克的Gilflo ILVA流量计完全可以实现蒸汽流量的准确计量。

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